电池包断路单元装置及电池包的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电池包断路单元装置及电池包。


背景技术：

2.高压配电盒电池包断路单元(battery disconnect unit，bdu)用于连接新能源车用动力电池包系统与整车控制箱或控制器，从而在动力电池包系统和整车控制箱或控制器之间建立可靠的电路开闭控制回路，确保动力电池包系统与控制箱或控制器之间电路输入及输出的安全控制。bdu的性能对电池包甚至整个电动车系统起着至关重要的作用，bdu性能的好坏直接影响电池包充放电等的正常工作，bdu受损时可能导致电动汽车无法正常启闭，从而引发行驶安全问题。
3.相关技术中，为了满足bdu的绝缘要求，同时减轻重量，常将bdu封装在使用工程塑料制成的箱体内。然而，塑料材料是热的不良导体，导热效果不好，而bdu内设置各种电气元件，使用过程中会产生大量的热，如此，封装在箱体内的bdu工作时产生的热量无法快速散发，导致箱体内部温度升高，过热的环境会影响bdu的正常使用，导致bdu故障甚至烧损，严重影响bdu 的正常安全使用，缩短使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于提供一种电池包断路单元装置及电池包，以解决现有技术中bdu工作时产生的热量无法有效散出，导致bdu温度升高，影响bdu正常使用的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电池包断路单元装置，包括箱体和设于箱体内的bdu主体，bdu主体包括壳体和设于壳体内的发热器件，电池包端部单元装置还包括液冷散热件，液冷散热件设置于箱体内， bdu主体还包括导热组件，且部分导热组件设于壳体内并与发热器件相接触，部分导热组件设于壳体外并与液冷散热件相接触，导热组件用于将发热器件产生的热量传导至液冷散热件。
6.通过采用上述技术方案，在bdu主体的壳体内设置导热组件，并在箱体内设置液冷散热件，bdu主体工作时，发热器件产生的热量通过导热组件传导至液冷散热件，导热组件将发热器件的热量交换至液冷散热件，液冷散热件再通过冷媒流动将吸收的热量散出，从而使液冷散热件快速降温，以循环吸收导热组件传导的热量，从而及时有效的将发热器件产生的热量散出至壳体外，避免发热器件产生的热量在壳体内积聚，避免bdu主体因过热而影响bdu主体的性能和使用寿命。
7.在一些实施例中，液冷散热件为液冷板，液冷板设置于箱体内底面的上方，壳体设于液冷板的上方。
8.通过采用上述技术方案，选择液冷板作为液冷散热件，通过选择形状、尺寸与箱体内部空间相适配的液冷板，能够实现对箱体内部空间的充分利用，且液冷板具有较大的散
热面积，能够快速散发导热组件传导的热量，从而加快液冷板、导热组件及发热器件之间的热交换速率，缩短bdu主体的散热时间，进一步提高散热性能。
9.在一些实施例中，导热组件包括第一导热件和第二导热件，第一导热件设于壳体内并与发热器件相接触，壳体正对液冷板的底面设有贯通壳体内部的安装孔，第二导热件嵌装于安装孔内并与液冷板相连，第一导热件与第二导热件相连。
10.通过采用上述技术方案，在壳体的底面设置安装孔，将第一导热件安装于壳体内，并将第二导热件嵌装于安装孔内，发热器件产生的热量直接传导至第一导热件，第一导热件再进一步经由第二导热件将热量传导至液冷板，即可将发热器件的热量传导至液冷板散发，导热组件结构简单，热传导路径明确。
11.在一些实施例中，导热组件包括多个第一导热件和多个第二导热件，壳体的底面设置有多个安装孔，多个第一导热件间隔设置于壳体内并与发热器件的不同位置相接触，多个第二导热件分别与液冷板间隔相连，并一一对应嵌装至各安装孔内，且多个第一导热件与多个第二导热件一一对应连接。
12.通过采用上述技术方案，由于壳体内一般设置有多个发热器件，通过在壳体内设置多个第一导热件对应与多个发热器件接触，以分别传导对应发热器件的热量，再通过各自的第一导热件将热量交换至通过多个第二导热件传导至液冷板，热交换速率提高，热量散发速度更快，降温更加快速及时。
13.在一些实施例中，导热组件还包括第三导热件和第四导热件，第四导热件贴设于液冷板的上表面，第三导热件夹设于第四导热件与第二导热件之间，第一导热件与第二导热件竖直连接。
14.通过采用上述技术方案，由于发热器件一般是凸设于壳体内部，其具有一定的空间尺寸，因此，将第一导热件竖直设置于壳体内，并使第一导热件与发热器件的侧部相连，能够充分利用相邻发热器件之间的间隔间隙设置第一导热件，避免壳体因设置导热组件而导致体积增大。此外，设置第二导热件、第三导热件和第四导热件依次叠设，能够适当抬高壳体于液冷板上的安装高度，使壳体底部与液冷板之间形成间隙，通过空气在该间隙内流动也能进一步地加快热量的散发；并且，直接设置第四导热件贴设于液冷板，第四导热件与液冷板之间的接触面积增大，热传导速率提高。
15.在一些实施例中，第一导热件和第二导热件为绝缘件。
16.通过采用上述技术方案，第一导热件设置于壳体内部并直接与发热器件相接触，第二导热件的上表面位于壳体内，因此，需使用绝缘件避免因第一导热件和第二导热件的设置引发壳体内部发生短路，影响bdu的正常使用。
17.在一些实施例中，第一导热件和第二导热件分别为导热泡棉垫、导热硅胶垫或者导热膏垫中的任一者。
18.通过采用上述技术方案，第一导热件和第二导热件不仅满足绝缘的性能要求，且导热件制作取材广泛，成型工艺方便。
19.在一些实施例中，第三导热件为金属垫；
20.第四导热件为导热泡棉垫、导热硅胶垫或者导热膏垫。
21.通过采用上述技术方案，选择金属垫作为第三导热件，能够冲扽利用金属材料的优秀的热传导能力，从而更加快速的将发热器件的热量传导至液冷板，进一步提高散热效
率。而选择导热泡棉垫、导热硅胶垫或者导热膏垫作为第四导热件，由于第四导热件直接贴设于液冷板上，如此，使用柔性材料制作，能够隔离液冷板和金属质地的第三导热件，避免金属材质的第三导热件受力撞击液冷板，导致液冷板或第三导热件发生变形，或损坏，影响散热。
22.在一些实施例中，电池包断路单元装置还包括温度传感器，温度传感器设于壳体，并用于检测壳体的内部温度。
23.通过采用上述技术方案，使用时，可以将温度传感器与电池包短路单元内的保护电路电性相连，当温度传感器检测到壳体内温度超过某一预设指时，即壳体内部温度过高时，保护电路能够通过接受该温度传感器的反馈的温度信息，从而切断电池包断路单元装置的电流通路，使bdu主体断电，避免电池包断路单元装置因bdu主体温度过高而发生损坏。
24.本实用新型提供的电池包断路单元装置中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：bdu主体工作时，发热器件产生的热量能够通过导热组件快速传导至液冷散热件，液冷散热件再通过冷媒流动将吸收的热量散出，从而及时有效的将发热器件产生的热量散出至壳体外，避免发热器件产生的热量在壳体内积聚，bdu主体具有良好的散热能力，bdu主体的使用安全性和稳定性提高，使用寿命得以延长。
25.本实用新型的另一技术方案是：一种电池包，包括上述的电池包断路单元装置。
26.本实用新型的电池包，由于使用了上述的电池包断路单元装置，电池包断路单元的散热效果提升，电池包断路单元装置的使用可靠性和安全性提升，电池包的整体性能提升，使用寿命得以延长。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型的一实施例提供的电池包断路单元装置的结构示意图；
29.图2为图1所示的电池包断路单元装置的分解示意图；
30.图3为图1所示的电池包断路单元装置的bdu主体的分解示意图；
31.图4为图3所示的结构中的底壳部分的局部分解结构示意图；
32.图5为图3所示的结构中的底壳部分的俯视结构示意图；
33.图6为图5所示的结构隐藏发热器件时的结构示意图；
34.图7为图6所示的结构隐藏第一导热件和第二导热件时的结构示意图；
35.图8为沿图7中a-a线的剖视结构图；
36.图9为图7所示的结构隐藏第三导热件时的结构示意图。
37.其中，图中各附图标记：
38.10、箱体；101、箱主体；11、内底面；20、bdu主体；21、壳体；211、安装孔；213、避让缺口；214、顶壳；215、底壳；216、安装腔；22、发热器件；221、汇流排；222、熔断器；223、主继电器；224、预充继电器；225、预充电阻；226、霍尔传感器；23、导热组件；231、第一导热件；232、第二导热件；233、第三导热件；234、第四导热件；24、温度传感器；30、液冷散热件； 31、液冷
板。
具体实施方式
39.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1至图9及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
40.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
41.需要理解的是，术语“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.如图1至图9所示，本实施例提供了一种电池包断路单元装置，适用于但不仅限于连接新能源电动车的车用动力电池包系统与整车控制装置，从而在电池包系统与控制装置之间建立安装控制回路。
44.如图1至图3所示，本实施例的电池包断路单元装置包括箱体10和设于箱体10内的bdu主体20，其中，bdu主体20为装置的核心，用于与电池包及控制系统电连接，以建立控制回路。bdu主体20包括壳体21和设于壳体21 内的发热器件22，其中，壳体21包括盖合连接的底壳215和顶壳214，顶壳 214和底壳215围设形成有安装腔216，发热器件22安装于安装腔216内。发热器件22具体可以为实现电路连接及各项电性功能的器件，包括但不限于为继电器、熔断器、电流传感器以及电阻等。
45.如图1至图3所示，本实施例的电池包断路单元装置还包括液冷散热件30，液冷散热件30设置于箱体10内，具体地，在本实施例中，如图1和图2所示，箱体10为规则的立方体状的结构，包括箱主体101和可拆卸连接于主体的盖体 (图未示)，比如卡接、扣接、螺接或者粘接等，其中，箱主体101一端敞口，并形成安装空间，bdu主体20和液冷散热件30均安装于该安装空间内。bdu 主体20还包括导热组件23，部分导热组件23设于壳体21内并与发热器件22 相接触，部分导热组件23设于壳体21外并与液冷散热件30相接触，壳体21 内发热器件22产生的热量能够通过导热组件23传导至液冷散热件30，液冷散热件30再通过流动的冷媒将热量带出，从而实现对发热器件22散热降温。
46.本实施例的电池包断路单元装置，其通过在bdu主体20的壳体21内设置导热组件23，并在箱体10内设置液冷散热件30，bdu主体20工作时，发热器件22产生的热量通过导热组件23传导至液冷散热件30，导热组件23将发热器件22的热量交换至液冷散热件30，液冷散热件30再通过冷媒流动将吸收的热量散出，从而使液冷散热件30快速降温，以循环吸收导热组件23传导的热量，从而及时有效的将发热器件22产生的热量散出至壳体21外，避免
发热器件22产生的热量在壳体21内积聚，避免bdu主体20因过热而影响bdu 主体20的性能和使用寿命。bdu主体20具有良好的散热能力，bdu主体20 的使用安全性和稳定性提高，使用寿命得以延长。
47.在本实用新型的另一实施例中，如图1和图2所示，液冷散热件30为液冷板31，液冷板31设置于箱体10内底面11的上方，壳体21设于液冷板31的上方。在本实施例中，液冷板31间隔设置于箱体10主体的内底面11的上方，液冷板31与内底面11之间留有一定的间隙，有助于散热。如此，选择液冷板 31作为液冷散热件30，通过选择形状、尺寸与箱体10内部空间相适配的液冷板31，能够实现对箱体10内部空间的充分利用，且液冷板31具有较大的散热面积，能够快速散发导热组件23传导的热量，从而加快液冷板31、导热组件23及发热器件22之间的热交换速率，缩短bdu主体20的散热时间，进一步提高散热性能。
48.在一些具体实施例中，可以在箱体10的内底面11设置支撑柱连接螺钉等紧固件的方式，实现液冷板31的固定安装，也可以在液冷板31的侧部设置连接耳，连接耳通过螺钉等紧固件与箱体10的侧壁连接。除此之外，液冷板31 还可以采用其他的连接方式与箱体10的主体安装连接，本技术对二者的具体连接形式不做唯一限定。
49.在本实用新型的另一实施例中，如图3、图4和图5所示，导热组件23包括第一导热件231和第二导热件232，第一导热件231设于壳体21内并与发热器件22相接触，bdu主体20使用时，发热器件22产生的热量能够直接传导至与之接触的第一导热件231，壳体21正对液冷板31的底面设有贯通壳体21 内部的安装孔211，第二导热件232嵌装于安装孔211内并与液冷板31相连，第一导热件231与第二导热件232相连，第二导热件232进一步将第一导热件 231的热量传递至液冷板31散发。
50.在本实施例中，通过在壳体21的底面设置安装孔211，将第一导热件231 安装于壳体21内，并将第二导热件232嵌装于安装孔211内，发热器件22产生的热量直接传导至第一导热件231，第一导热件231再进一步经由第二导热件232将热量传导至液冷板31，即可将发热器件22的热量传导至液冷板31散发，导热组件23结构简单，热传导路径明确。
51.在一些具体地的实施例中，如图4、图5和图6所示，导热组件23可以包括多个第一导热件231和多个第二导热件232，壳体21的底面设置有多个安装孔211，多个第一导热件231间隔设置于壳体21内并与发热器件22的不同位置相接触，多个第二导热件232分别与液冷板31间隔相连，并一一对应嵌装至各安装孔211内，且多个第一导热件231与多个第二导热件232一一对应连接。如此，由于壳体21内一般设置有多个发热器件22，通过在壳体21内设置多个第一导热件231对应与多个发热器件22接触，以分别传导对应发热器件22的热量，再通过各自的第一导热件231将热量交换至通过多个第二导热件232传导至液冷板31，热交换速率提高，热量散发速度更快，降温更加快速及时。
52.在一些具体实施例中，上述的第二导热件232可以直接贴设于液冷板31，与液冷板31直接接触换热。
53.在另外的一些实施例中，如图4、图6和图7所示，导热组件23还可以包括第三导热件233和第四导热件234，第四导热件234贴设于液冷板31的上表面，第三导热件233夹设于第四导热件234与第二导热件232之间，第一导热件231与第二导热件232竖直连接。由于发热器件22一般是凸设于壳体21内部，其具有一定的空间尺寸，因此，将第一导热件231竖直设置于壳体21内，并使第一导热件231与发热器件22的侧部相连，能够充分利用相邻发热器
件 22之间的间隔间隙设置第一导热件231，避免壳体21因设置导热组件23而导致体积增大。此外，设置第二导热件232、第三导热件233和第四导热件234 依次叠设，能够适当抬高壳体21于液冷板31上的安装高度，使壳体21底部与液冷板31之间形成间隙，通过空气在该间隙内流动也能进一步地加快热量的散发；并且，直接设置第四导热件234贴设于液冷板31，第四导热件234与液冷板31之间的接触面积增大，热传导速率提高。
54.在本实用新型的另一实施例中，如图7和图8所示，底壳215朝向液冷板 31的外底面间隔凸设多个凸起，各凸起避让开安装孔211设置，第三导热件233 和第四导热件234与相邻的两凸起连接，从而固定连接于底壳215。具体地，第三导热件233与底壳215的下底面预留有1mm～2mm的间隙，以便嵌装具有一定厚度的第二导热件232，避免第二导热件232过多超出底壳215的内底面 11，从而影响发热器件22的安装。
55.在本实用新型的另一实施例中，第一导热件231和第二导热件232为绝缘件。第一导热件231设置于壳体21内部并直接与发热器件22相接触，第二导热件232的上表面位于壳体21内，因此，需使用绝缘件避免因第一导热件231 和第二导热件232的设置引发壳体21内部发生短路，影响bdu的正常使用。
56.在本实用新型的另一实施例中，第一导热件231为导热泡棉垫、导热硅胶垫或者导热膏垫，第二导热件232为导热泡棉垫、导热硅胶垫或者导热膏垫。第一导热件231和第二导热件232不仅满足绝缘的性能要求，且导热件制作取材广泛，成型工艺方便。
57.在本实用新型的另一实施例中，第三导热件233为金属垫，如此，选择金属垫作为第三导热件233，能够冲扽利用金属材料的优秀的热传导能力，从而更加快速的将发热器件22的热量传导至液冷板31，进一步提高散热效率。具体地，在本实施例中，第三导热件233可以为导热铝板，即采用金属铝制成第三导热件233，铝质地轻薄，散热效果好，在有效散热的基础上不会过度增加本技术电池包断路单元装置的整体重量，与装置轻量化发展的需求相契合。
58.在本实用新型的另一实施例中，第四导热件234为导热泡棉垫、导热硅胶垫或者导热膏垫。如此，选择导热泡棉垫、导热硅胶垫或者导热膏垫作为第四导热件234，由于第四导热件234直接贴设于液冷板31上，如此，使用柔性材料制作，能够隔离液冷板31和金属质地的第三导热件233，避免金属材质的第三导热件233受力撞击液冷板31，导致液冷板31或第三导热件233发生变形，或损坏，影响散热。
59.在本实用新型的另一实施例中，如图9所示，上述的导热组件23也可以仅包括第三导热件233和第四导热件234，直接传导热量，进行散热。
60.在本实用新型的另一实施例中，如图2和图3所示，电池包断路单元装置还包括温度传感器24，温度传感器24设于壳体21，具体地，温度传感器24 可以设置与壳体21内，也可以安装在壳体21上，并保证检测探头位于壳体21 内。温度传感器24用于检测壳体21的内部温度。使用时，可以将温度传感器 24与电池包短路单元内的保护电路电性相连，当温度传感器24检测到壳体21 内温度超过某一预设指时，即壳体21内部温度过高时，保护电路能够通过接受该温度传感器24的反馈的温度信息，从而切断电池包断路单元装置的电流通路，使bdu主体20断电，避免电池包断路单元装置因bdu主体20温度过高而发生损坏。
61.在本实用新型的另一实施例中，如图3、图4和图8所示，bdu主体20 的壳体21的底部四角还是设置有避让缺口213，该避让缺口213由底壳215的底面向上凹陷约5mm，再由底
壳215的侧面向内凹陷约5mm形成，即避让缺口213截面约呈正方形状，且截面宽度约为5mm、长度约为5mm。如此，避让缺口213的设置，能够在组装壳体21时起到避让的作用，且避空缺口的设置能够增加装配间隙，有助于散热。
62.上述各实施例的电池包断路单元装置，其bdu主体20工作时，发热器件 22产生的热量能够通过导热组件23快速传导至液冷散热件30，从而及时有效的将发热器件22产生的热量散出至壳体21外，避免发热器件22产生的热量在壳体21内积聚，bdu主体20的使用安全性和稳定性提高，使用寿命得以延长。
63.如图3、图4和图5所示，如下以具体的bdu主体20为例对本技术导热组件23的热传导路径进行说明。具体地，在本实施例中，bdu主体20的壳体 21内设置的发热器件22主要有：熔断器222、主继电器223、预充继电器224、预充电阻225及霍尔传感器226等。一方面，bdu主体20与外部的电池模组 (图未示)的正极通过汇流排221连接到熔断器222，再通过汇流排221连接到主继电器223，然后分一电路放电正的汇流排221和另一电路充电正的汇流排221，充电正的汇流排221与充电正的主继电器223相连，充电正的主继电器223并联有预充继电器224，充电正的主继电器223串联预充电阻225。另一方面，电池模组的负极通过装配有霍尔传感器226的汇流排221连接到壳体21 内的另一主继电器223，然后分一电路放电负的汇流排221和另一电路充电负的汇流排221。
64.其中，汇流排221通过螺栓紧固到主继电器223，同时，主继电器223和预充电阻225、预充继电器224也通过螺栓紧固到bdu主体20的底壳215。在安装两主继电器223的位置处分别设置一组导热组件23，如图3和图5所示，bdu主体20的顶壳214通过螺栓紧固到底壳215，在bdu主体20的顶壳214 上安装检测探头伸入壳体21内的温度传感器24ntc391。bdu主体20装配完成后安装到安装有液冷板31的箱体10内。
65.如此，使用时，bdu主体20工作时，产生热量的主继电器223传热到竖直放置的第一导热件231，第一导热件231再将热量传导至安装于底壳215的安装孔211内的第二导热件232，第二导热件232进一步通过第三导热件233 和第四导热件234将热量传导至液冷板31，从而使发热器件22产生的热量被液冷板31的流动的冷媒带出至箱体10外，从而完成散热。相类似地，在预充电阻225的位置处设置第三导热件233和第四导热件234，产生热量的预充电阻225传热到第三导热件233，再通过第四导热件234将热量传导至液冷板31，完成散热。
66.本实用新型的另一实施例还提供了一种电池包，该电池包包括上述的电池包断路单元装置。
67.本实用新型的电池包，由于使用了上述的电池包断路单元装置，电池包断路单元的散热效果提升，电池包断路单元装置的使用可靠性和安全性提升，电池包的整体性能提升，使用寿命得以延长。
68.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。